[GPRS相对GSM技术在水文自动测报中的应用优势探讨] 青岛港湾技术学院咋样?

　　摘要:本文介绍了GPRS技术作为新一代水文自动测报信息传输方式的主要功能特点,以及GPRS信息传输方式与传统GSM信息传输方式比较之优势,简单介绍了其实现的基本思路和技术功能。该项技术目前在水文遥测中具有广泛的应用。
　　关键词:水文遥测 GPRS/GSM通信 数据传输 优势比较
　　中图分类号: 文献标识码:A文章编号:1007-9416(2010)05-0000-00
　　
　　1 水文测报通信方式现状
　　目前,在河北省水文系统内使用的水文测报通信方式主要有:卫星小站、超短波、GSM、公用电话(PSTN)、DDN、GPRS和光纤接入等。受各地区网络覆盖状况、网络质量、信息传输要求、网络建设要求和经济水平等多方面因素影响,目前河北省水文信息传输网络为多信道传输方式并存。
　　卫星小站系统应用区域广泛,通信质量稳定,但由于其设备费用高,维护专业性强,故目前只应用于其它通信手段所无法解决的特别偏远的观测点使用。
　　超短波传输技术成熟,费用相对较低,但在水文信息传输过程中经常受到距离、环境、频率等问题的干扰,难以实现稳定的通信质量,不利于维护管理,故目前只应用于距离较进、频率干扰较少的相邻建筑物之间。
　　公用电话网(PSTN)采用通信公司现有网络,无需组网和专门维护,使用费用低廉,通信质量相对较高,但在河北北部个别偏远山区观测点尚未建立网络,在部分高山地区则线路和通信终端经常遭到雷击破坏,故目前只作为部分观测点的备用信道。
　　光纤接入技术成熟,信道畅通,稳定性好,但偏远地区覆盖率极低,加之建设费用高昂,故目前只用于省、市水文局数据中心的接入。
　　综上所述,各类通信方式各有利弊,但考虑到水文信息传输网络对于覆盖范围、通信质量、建设运行费用等多方面因素综合考虑,均不能够满足水文信息传输的具体要求。目前,建立在移动通信基础之上,采用GSM通信和GPRS通信的水文自动测报技术已广泛应用于全国各地的水文遥测领域。
　　
　　2 基于GSM技术的水文自动测报系统
　　2.1 GSM通信网络概要
　　GSM是Global System for Mobile Communications的缩写,意为全球移动通信系统,是世界上主要的蜂窝系统之一。GSM是基于窄带TDMA制式,80年代兴起于欧洲,1991年投入使用,目前已经在全世界的200个国家已经建设了600多家专属网络。GSM通信方式的方便之处在于它提供了一个智能卡,即SIM卡,并且机卡可以分离,这样用户可以更换GSM通信终端而无需更换SIM卡ID。GSM通信方式还允许用户发送和接收每条不超过160字节长度的短信息,这就促成了GSM通信网络与水文遥测装置的实际应用向结合。
　　2.2 GSM通信在水文遥测中的应用
　　基于GSM的水文遥测系统是通过SMS(Short message service)方式为水文部门提供雨水情信息的。通过遥测终端(RTU)对采集的信号进行处理,编制成特殊格式的短信息,通过GSM信道以SMS方式将数据信息发送到市水文局中心服务器的数据库中,通过服务器上接受软件将数据信息编码还原。遥测终端采用信号触发工作模式,按照设定触发规则实时发送信息,通过激活方式发送特殊短信息,以达到水情信息的即时传递。
　　
　　3 基于GPRS即时的水文自动测报系统
　　3.1 GPRS通信网络概要
　　GPRS是通用分组无线业务(General Packet Radio Service)的英文简称,是在现有的GSM系统上发展出来的一种新的分组数据承载业务。它通过利用GSM网络中未使用的TDMA信道,提供中速的数据传递。GPRS分组交换的通信方式在分组交换的通信方式中,数据被分成一定长度的包(分组),每个包的前面有一个分组头(其中的地址标志指明该分组发往何处)。数据传送之前并不需要预先分配信道,建立连接。而是在每一个数据包到达时,根据数据包头中的信息(如目的地址),临时寻找一个可用的信道资源将该数据报发送出去。在这种传送方式中,数据的发送和接收方同信道之间没有固定的占用关系,信道资源可以看作是由所有的用户共享使用。
　　3.2 GPRS通信在水文遥测中的应用
　　目前,河北省水文系统主要采用 GPRS通信数传终端进行水文遥测,数传终端与水文采集设备连接,接入移动公司为水文局提供的专用的GPRS网络,数传终端始终处于在线状态,根据预先设定的触发规则向移动公司的GPRS网络发送水情信息,再通过架设在移动公司与省、市水文局的光纤,将信息实时传人中心服务器数据库。
　　本系统中网络代理服务器可采用公网固定IP, 数传终端根据预先设定在其内部的IP地址来主动访问网络代理服务器,通过代理服务器和监控中心建立TCP/IP链路。监控中心主站本身维护接入的每个终端的IP地址和ID号,当中心要向某个监控终端提出数据请求时,它会根据IP地址和ID号来找到对应的终端,将命令下发到该终端,终端响应后通过GRPS数据传输终端把数据发到网络代理服务器端口,通过端口影射转发到监控中心服务器。
　　3.3 GPRS与GSM的根本区别
　　GPRS与现有的GSM语音系统最根本的区别是,GSM是一种电路交换系统,而GPRS是一种分组交换系统。因此,GPRS更适用于间断的、突发性的或频繁的、少量的数据传输,也适用于偶尔的大数据量传输,这一点,对于主要传输实时雨水情信息的水文自动测报系统的要求尤为重要。
　　
　　4 GPRS相对于GSM优势比较
　　相对于GSM的电路交换数据传送方式,GPRS的分组交换技术具有“永远在线”、“流量计费”、“回响快速”和“传输高速”等优点(见表1)。
　　“实时在线”即用户随时与网络保持联系,即便没有数据传送,水文数传终端仍旧会一直与网络保持联接,可以随时从用户侧或网络侧发起数据传输;“流量计费”即水文遥测数传终端虽然一直在线,但只是按照数传终端的接收和发送数据包的数量来收取费用,当没有数据流量的传递时,不产生任何通信费用;“回响快捷”即采用GPRS通信传输的水文遥测数传终端只要上电开机就始终附着在GPRS网络上,每次使用时只需一个激活的过程,一般只需1~3秒,而采用传统GSM通信网络的水文遥测系统则至少需要5~10秒甚至更长的时间;“传输高速”即采用GPRS信道的水文遥测数传终端,其数据传输速率最高理论值能达171.2kb/s,而基于GSM的电路交换数据业务,速率为每秒9.6kb/S。因此,GPRS更适用于对于雨水情信息的高速传输。当自动测报系统所控的遥测数传终端所在地发生大量的降雨时,雨水情信息可以高速、畅通的通过GPRS传人市水文局中心服务器数据库。不会因为GSM网络短信瞬时爆发而造成大量信息滞留或阻塞。同时,GPRS的高传输速率也为数传终端传输彩色照片或视频图像创造了更好的便利条件。
　　
　　5 结语
　　采用GPRS技术相对于采用传统的GSM短信息来传递水情信息具有明显的技术优势和资费优势。经过河北省水文系统近年来布设的近千个遥测站点的实际运行表明,使用GPRS通信技术的自动测报系统运行稳定可靠,可以满足水情信息传输、实时报汛和水文整编资料采集的要求。随着水文信息服务经济建设要求的不断提高,采用GPRS通信技术的遥测站点还可以根据不同的需要增加图像、视频信号的高质量传输,从而为推动传统水文向数字水文的转变而奠定坚实的基础。
　　
　　参考文献
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